DE69922485T2 - LOW PRESSURE MERCURY VAPOR DISCHARGE LAMP - Google Patents

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J. Ingrid SNIJKERS-HENDRICKX
D. Volker HILDENBRAND
H. Johannes ROES
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Description

Die Erfindung betrifft eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einem Entladungsgefäß,
welches Entladungsgefäß einen Entladungsraum, der mit einer Füllung aus Quecksilber und einem Edelgas versehen ist, gasdicht umschließt,
wobei zumindest ein Teil einer Innenwandung des Entladungsgefäßes eine transparente Schicht hat,
wobei die genannte transparente Schicht ein Oxid von Scandium, Yttrium oder einem Seltenerdmetall umfasst,The invention relates to a low-pressure mercury vapor discharge lamp with a discharge vessel,
which discharge vessel encloses a discharge space, which is provided with a filling of mercury and a noble gas, gas-tight,
wherein at least a part of an inner wall of the discharge vessel has a transparent layer,
wherein said transparent layer comprises an oxide of scandium, yttrium or a rare earth metal,

In Quecksilberdampfentladungslampen bildet Quecksilber die primäre Komponente für ein (wirksames) Erzeugen von ultraviolettem (UV-)Licht. Auf einer Innenwandung des Entladungsgefäßes kann sich eine Leuchtschicht befinden, die einen Leuchtstoff enthält (beispielsweise ein Leuchtpulver), um UV-Licht in andere Wellenlängen umzuwandeln, beispielsweise UV-B und UV-A für Bräunungszwecke (Solariumlampen), oder in sichtbare Strahlung für Beleuchtungszwecke. Solche Entladungslampen werden daher auch als Leuchtstofflampen bezeichnet. Das Entladungsgefäß von Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen ist gewöhnlich kreisförmig und umfasst sowohl längliche als auch kompakte Ausführungsformen. Im Allgemeinen umfasst das röhrenförmige Entladungsgefäß von Kompaktleuchtstofflampen eine Sammlung aus relativ kurzen geraden Teilen mit einem relativ kleinen Durchmesser, welche geraden Teile miteinander mittels Brückenteile oder über gebogene Teile verbunden sind. Kompakt-Leuchtstofflampen sind gewöhnlich mit einem (integrierten) Lampensockel versehen.In Mercury vapor lamps make mercury the primary component for a (Effective) generation of ultraviolet (UV) light. On an inner wall of the discharge vessel can there is a luminescent layer containing a phosphor (for example a luminous powder) to convert UV light to other wavelengths, for example UV-B and UV-A for tanning purposes (Solarium lamps), or in visible radiation for lighting purposes. Such Discharge lamps are therefore also referred to as fluorescent lamps. The discharge vessel of low-pressure mercury vapor discharge lamps is ordinary circular and includes both elongated as well as compact embodiments. In general, the tubular discharge vessel of compact fluorescent lamps a collection of relatively short straight parts with a relative small diameter, which straight parts together by means of bridge parts or over curved parts are connected. Compact fluorescent lamps are usually with an (integrated) lamp socket provided.

Es ist bekannt, dass in Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen Maßnahmen getroffen werden, um Schwärzung von Teilen der Innenwandung des Entladungsgefäßes zu verhindern, welche Teile mit der Entladung in Kontakt stehen, die während des Betriebs der Lampe im Entladungsraum vorliegt. Eine solche Schwärzung, die durch Wechselwirkung von Quecksilber und Glas entsteht, ist unerwünscht und führt nicht nur zu einer niedrigeren Lichtausbeute, sondern gibt der Lampe auch ein unästhetisches Aussehen, insbesondere weil die Schwärzung unregelmäßig auftritt, beispielsweise in Form dunkler Flecken oder Tupfen. Bei Verwendung der eingangs erwähnten Oxide werden Schwärzung und Verfärbung der Innenwandung des Entladungsgefäßes auf ein Minimum reduziert.It is known that in low-pressure mercury vapor discharge lamps activities taken to blackening parts of the inner wall of the discharge vessel to prevent which parts to be in contact with the discharge during operation of the lamp present in the discharge space. Such blackening caused by interaction of mercury and glass is undesirable and not only leads to a lower Luminous efficacy, but also gives the lamp an unattractive appearance, especially because the blackening occurs irregularly, for example in the form of dark spots or spots. Using the aforementioned Oxides become blackening and discoloration the inner wall of the discharge vessel is reduced to a minimum.

Eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe der eingangs beschriebenen Art ist aus US-A 4.544.997 bekannt. Bei der bekannten Lampe werden die genannten Oxide als dünne Schicht auf der Innenwandung des Entladungsgefäßes aufgebracht. Die bekannten transparenten Schichten dieser Oxide sind farblos, absorbieren UV-Strahlung oder sichtbares Licht kaum und erfüllen die Anforderungen für Licht- und Strahlungsdurchlässigkeit.A low-pressure mercury vapor discharge lamp of the type described above is made US-A 4,544,997 known. In the known lamp, the oxides mentioned are applied as a thin layer on the inner wall of the discharge vessel. The known transparent layers of these oxides are colorless, hardly absorb UV radiation or visible light and meet the requirements for light and radiation transmission.

Ein Nachteil der Verwendung der bekannten Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe ist, dass der Quecksilberverbrauch noch relativ hoch ist. Daher ist bei der bekannten Lampe eine relativ große Menge an Quecksilber notwendig, um eine genügend lange Lebensdauer zu realisieren. Bei unsachgemäßer Verarbeitung nach dem Ende der Lebensdauer ist dies für die Umwelt schädlich.One Disadvantage of using the known low-pressure mercury vapor discharge lamp is that the mercury consumption is still relatively high. Therefore is in the known lamp a relatively large amount of mercury necessary one enough to realize a long service life. Incorrect processing after the end the lifetime is this for the environment harmful.

US-A-4 803 401 offenbart eine Kompaktleuchtstofflampe mit einer transparenten Schicht auf dem Außenkolben, wobei die transparente Schicht ein Oxid von Al, Ti, Mg, Zr, Si oder B und/oder ein Phosphat, wie z.B. Kaliumpyrophosphat, umfasst. Ein Dunkelwerden des Außenkolbens wird verhindert. US-A-4,803,401 discloses a compact fluorescent lamp having a transparent layer on the outer bulb, wherein the transparent layer comprises an oxide of Al, Ti, Mg, Zr, Si or B and / or a phosphate such as potassium pyrophosphate. Darkening of the outer bulb is prevented.

US-A-4 199 708 offenbart eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe, die eine Beschichtung aus Calciumpyrophosphat enthält, um die Gleichmäßigkeit der Lichtemission zu verbessern. US-A-4 199 708 discloses a low pressure mercury vapor discharge lamp containing a coating of calcium pyrophosphate to improve the uniformity of light emission.

Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe der eingangs beschriebenen Art zu verschaffen, die eine relativ kleine Menge an Quecksilber verbraucht.Of the The invention is based on the object, a low-pressure mercury vapor discharge lamp to procure the type described above, which is a relative consumed small amount of mercury.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Schicht weiterhin ein Borat und/oder ein Phosphat eines Erdalkalimetalls und/oder von Scandium, Yttrium oder einem weiteren Seltenerdmetall umfasst.to solution This object is the low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the invention characterized in that the transparent layer continues a borate and / or a phosphate of an alkaline earth metal and / or of scandium, yttrium or another rare earth metal.

Schichten, die sowohl die eingangs erwähnten Oxide umfassen als auch die genannten Borate und/oder Phosphate gemäß der erfindungsgemäßen Maßnahme, erweisen sich als sehr gut gegen den Einfluss der Quecksilber-Edelgas-Atmosphäre beständig, die im Betrieb in dem Entladungsgefäß einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe herrscht. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass der Quecksilberverbrauch von Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen, die mit einer erfindungsgemäßen transparenten Schicht versehen sind, beträchtlich geringer ist als in transparenten Schichten der bekannten Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen. Als Beispiel wurden Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen, die mit einer erfindungsgemäßen transparenten Schicht versehen waren, mit bekannten Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen verglichen, die mit einer transparenten Schicht versehen waren, die ein Oxid enthielt. Nach mehreren tausend Betriebsstunden wurde in erfindungsgemäßen transparenten Schichten im Vergleich zu den bekannten transparenten Schichten ein zumindest nahezu zweimal geringerer Quecksilbergehalt gefunden. Dieser Effekt tritt sowohl in geraden Teilen als auch in gebogenen Teilen von (röhrenförmigen) Entladungsgefäßen von Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen auf. Gebogene Lampenteile werden beispielsweise in hakenförmigen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen verwendet. Die erfindungsgemäße Maßnahme ist besonders für (Kompakt-)Leuchtstofflampen mit gebogenen Lampenteilen geeignet.Layers which comprise both the oxides mentioned at the outset and the stated borates and / or phosphates according to the inventive measure are very resistant to the influence of the mercury-inert gas atmosphere prevailing during operation in the discharge vessel of a low-pressure mercury vapor discharge lamp , Surprisingly, it has been shown that the mercury consumption of low-pressure mercury vapor discharge lamps, which with a trans Parent layer are considerably lower than in transparent layers of the known low-pressure mercury vapor discharge lamps. By way of example, low pressure mercury vapor discharge lamps provided with a transparent layer according to the invention were compared with known low pressure mercury vapor discharge lamps provided with a transparent layer containing an oxide. After several thousand operating hours, an at least almost twice lower mercury content was found in transparent layers according to the invention compared to the known transparent layers. This effect occurs in both straight and curved portions of (tubular) discharge vessels of low pressure mercury vapor discharge lamps. Curved lamp parts are used for example in hook-shaped low-pressure mercury vapor discharge lamps. The measure according to the invention is particularly suitable for (compact) fluorescent lamps with curved lamp parts.

Die transparenten Schichten in der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe erfüllen weiterhin die Anforderungen hinsichtlich Licht- und Strahlungsdurchlässigkeit und können in einfacher Weise als sehr dünne, geschlossene und homogene transparente Schichten auf eine Innenwandung eines Entladungsgefäßes einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe aufgebracht werden. Dies erfolgt beispielsweise durch Spülen des Entladungsgefäßes mit einer Lösung aus einer Mischung geeigneter metallorganischer Verbindungen (beispielsweise Acetonate oder Acetate, beispielsweise Scandiumacetat, Yttriumacetat, Lanthanacetat oder Gadoliniumacetat gemischt mit Calciumacetat, Strontiumacetat oder Bariumacetat) oder aus Borsäure oder Phosphorsäure, verdünnt in Wasser, wobei die gewünschte Schicht nach dem Trocknen und Sintern erhalten wird.The transparent layers in the low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the invention fulfill furthermore the requirements with regard to light and radiation permeability and can in a simple way as very thin, closed and homogeneous transparent layers on an inner wall of a Discharge vessel one Low-pressure mercury vapor discharge lamp can be applied. This is done, for example, by rinsing the discharge vessel with a solution from a mixture of suitable organometallic compounds (for example Acetonates or acetates, for example scandium acetate, yttrium acetate, Lanthanum acetate or gadolinium acetate mixed with calcium acetate, Strontium acetate or barium acetate) or boric acid or phosphoric acid, diluted in water, being the desired Layer after drying and sintering is obtained.

Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung einer erfindungsgemäßen transparenten Schicht in Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen ist, dass solche Schichten im Wellenlängenbereich um 254 nm herum ein relativ hohes Reflexionsvermögen aufweisen (im Entladungsgefäß erzeugt Quecksilber unter anderem Resonanzstrahlung bei einer Wellenlänge von 254 nm). In Anbetracht der Brechzahl der transparenten Schicht, die in Hinsicht auf die Brechzahl der Innenwandung des Entladungsgefäßes relativ hoch ist, wird vorzugsweise eine solche Schichtdicke gewählt, dass das Reflexionsvermögen bei der genannten Wellenlänge maximal ist. Durch Verwendung solcher transparenter Schichten wird die Anfangslichtausbeute von Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen erhöht.One additional Advantage of using a transparent layer according to the invention in Low-pressure mercury vapor discharge lamps is that such layers in the wavelength range around 254 nm have a relatively high reflectivity (generated in the discharge vessel Mercury among other resonance radiation at a wavelength of 254 nm). In view of the refractive index of the transparent layer, in relation to the refractive index of the inner wall of the discharge vessel relative is high, such a layer thickness is preferably selected such that the reflectivity maximum at the specified wavelength is. By using such transparent layers, the initial light output becomes increased by low-pressure mercury vapor discharge lamps.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe umfasst die transparente Schicht ein Borat und/oder ein Phosphat von Calcium, Strontium und/oder Barium. Eine solche transparente Schicht hat einen relativ hohen Transmissionskoeffizienten für sichtbares Licht. Außerdem haben Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen mit einer transparenten Schicht, die Calciumborat, Strontiumborat oder Bariumborat oder Calciumphosphat, Strontiumphosphat oder Bariumphosphat umfasst, eine gute Stabilität („Maintenance").at a preferred embodiment the low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the invention For example, the transparent layer comprises a borate and / or a phosphate of calcium, strontium and / or barium. Such a transparent Layer has a relatively high transmission coefficient for visible Light. Furthermore have low-pressure mercury vapor discharge lamps with a transparent layer, the calcium borate, strontium borate or barium borate or calcium phosphate, Strontium phosphate or barium phosphate, good stability ("Maintenance").

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe umfasst die transparente Schicht ein Borat und/oder ein Phosphat von Lanthan, Cer und/oder Gadolinium. Eine solche transparente Schicht hat für ultraviolette Strahlung und sichtbares Licht einen relativ hohen Transmissionskoeffizienten. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass eine transparente Schicht, die Lanthanborat oder Gadoliniumborat umfasst oder die Cerphosphat oder Gadoliniumphosphat umfasst, gut an der Innenwandung des Entladungsgefäßes haftet. Außerdem kann die Schicht in relativ einfacher Weise aufgebracht werden (beispielsweise mit Lanthanacetat, Ceracetat oder Gadoliniumacetat, gemischt mit Borsäure oder verdünnter Phosphorsäure), was einen kostensparenden Effekt hat, insbesondere bei der Massenfertigung von Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen.at a further preferred embodiment the low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the invention For example, the transparent layer comprises a borate and / or a phosphate of lanthanum, cerium and / or gadolinium. Such a transparent layer has for ultraviolet radiation and visible light a relatively high Transmission coefficient. It has also been shown that a transparent layer, the lanthanum borate or gadolinium borate or comprises cerium phosphate or gadolinium phosphate, good at the inner wall of the discharge vessel adheres. In addition, can the layer can be applied in a relatively simple manner (for example with lanthanum acetate, cerium acetate or gadolinium acetate mixed with boric acid or more dilute Phosphoric acid), which has a cost-saving effect, especially in mass production low pressure mercury vapor discharge lamps.

Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung einer ein Borat und/oder ein Phosphat von Scandium, Yttrium, Lanthan, und/oder Gadolinium umfassenden transparenten Schicht in Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen ist, dass solche Schichten im Wellenlängenbereich um 254 nm herum ein hohes Reflexionsvermögen haben. Durch Verwendung dieser hochbrechenden transparenten Schichten und durch Optimieren der Schichtdicke solcher Schichten wird eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit erhöhter Anfangslichtausbeute erhalten. Solche Schichten können besonders vorteilhaft in beispielsweise Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen für Strahlungszwecke verwendet werden (als so genannte Entkeimungslampen bezeichnet).One additional Advantage of using a borate and / or a phosphate of Scandium, yttrium, lanthanum, and / or gadolinium comprising transparent Layer in low-pressure mercury vapor discharge lamps is that Such layers in the wavelength range have high reflectivity around 254 nm. By using of these high-index transparent layers and by optimizing the layer thickness of such layers is a low-pressure mercury vapor discharge lamp with elevated Initial light output obtained. Such layers can be special advantageous in, for example, low-pressure mercury vapor discharge lamps for radiation purposes used (referred to as so-called germicidal lamps).

Die transparente Schicht in einer erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe umfasst vorzugsweise ein Oxid von Yttrium und/oder Gadolinium. Eine solche transparente Schicht hat einen relativ hohen Transmissionskoeffi zient für ultraviolette Strahlung und sichtbares Licht. Es hat sich weiter gezeigt, dass eine Schicht, die die genannten Oxide umfasst, wenig hygroskopisch ist und gut an der Innenwandung des Entladungsgefäßes haftet. Außerdem kann die Schicht in relativ einfacher Weise aufgebracht werden (beispielsweise mit Yttriumacetat oder Gadoliniumacetat), was einen kostensparenden Effekt hat.The transparent layer in a low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the invention preferably comprises an oxide of yttrium and / or gadolinium. Such a transparent layer has a relatively high transmission coefficient for ultraviolet radiation and visible light. It has continued have shown that a layer comprising said oxides is less hygroscopic and adheres well to the inner wall of the discharge vessel. In addition, the layer can be applied in a relatively simple manner (for example with yttrium acetate or gadolinium acetate), which has a cost-saving effect.

In praktischen Ausführungsformen der Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe hat die genannte transparente Schicht eine Dicke von ungefähr 5 nm bis ungefähr 200 nm. Bei einer Schichtdicke von mehr als 200 nm tritt eine zu große Absorption der in dem Entladungsraum erzeugten Strahlung auf. Bei einer Schichtdicke von weniger als 5 nm gibt es eine Wechselwirkung zwischen der Entladung und der Wandung des Entladungsgefäßes. Eine Schichtdicke von zumindest nahezu 90 nm ist besonders geeignet. Bei einer solchen Schichtdicke hat die transparente Schicht ein relativ hohes Reflexionsvermögen im Wellenlängenbereich um 254 nm herum.In practical embodiments the low-pressure mercury vapor discharge lamp has the said transparent layer has a thickness of about 5 nm to about 200 nm. At a layer thickness of more than 200 nm occurs too high absorption the radiation generated in the discharge space. At a layer thickness less than 5 nm, there is an interaction between the discharge and the wall of the discharge vessel. A layer thickness of at least nearly 90 nm is particularly suitable. In such a Layer thickness, the transparent layer has a relatively high reflectivity in the wavelength range to 254 nm around.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe ist dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Entladungsraum zugewandte Seite der transparenten Schicht mit einer Schicht aus einem Leuchtstoff versehen ist. Ein Vorteil der Verwendung einer erfindungsgemäßen transparenten Schicht in Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen ist, dass die Leuchtschicht, die einen Leuchtstoff umfasst (beispielsweise ein fluoreszierendes Pulver), erheblich besser an einer solchen transparenten Schicht haftet als an einer transparenten Schicht der bekannten Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe.A further preferred embodiment the low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the invention is characterized in that a the discharge space facing Side of the transparent layer with a layer of a phosphor is provided. An advantage of using a transparent according to the invention Layer in low-pressure mercury vapor discharge lamps is that the luminescent layer comprising a phosphor (for example a fluorescent powder), much better at such transparent layer adheres as to a transparent layer the known low-pressure mercury vapor discharge lamp.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Weiteren näher beschrieben.embodiments The invention are illustrated in the drawings and will be discussed below described in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1A eine Ausführungsform in einer Ansicht der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe; 1A an embodiment in a view of the low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the invention;

1B einen Querschnitt eines Details der Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe von 1A und 1B a cross section of a detail of the low-pressure mercury vapor discharge lamp of 1A and

2 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe in Schnittansicht. 2 an alternative embodiment of the low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the invention in a sectional view.

Die Zeichnung ist rein schematisch und nicht maßstabsgetreu. Insbesondere werden einige Abmessungen der Deutlichkeit halber in stark übertriebener Form darge stellt. Gleichartige Komponenten in der Zeichnung werden so viel wie möglich mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The Drawing is purely schematic and not to scale. Especially For reasons of clarity, some dimensions are greatly exaggerated Form Darge presents. Become similar components in the drawing as much as possible denoted by the same reference numerals.

1A zeigt eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe, die mit einem strahlungsdurchlässigen Entladungsgefäß 10 versehen ist, dass einen Entladungsraum 11 mit einem Volumen von ungefähr 30 cm3 gasdicht umschließt. Das Entladungsgefäß 10 ist eine (Kalk)Glasröhre mit einem zumindest nahezu kreisförmigen Querschnitt mit einem (wirksamen) Innendurchmesser D von ungefähr 10 mm. Die Röhre ist in Form eines Hakens geboren und hat in dieser Ausführungsform vier gerade Teile 31, 33, 35 und 37 und drei bogenförmige Teile 32, 34 und 36. 1B ist ein Querschnitt eines Details der Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe von 1A. Das Entladungsgefäß 10 ist an einer Innenfläche 12 mit einer erfindungsgemäßen transparenten Schicht 16 und mit einer Leuchtschicht 17 versehen. Das Entladungsgefäß 10 wird von einem Gehäuse 70 getragen, das auch einen Lampensockel 71 trägt. Der Entladungsraum 11 umfasst nicht nur Quecksilber, sondern auch ein Edelgas, in dieser Ausführungsform Argon. In dieser Ausführungsform umfasst nicht nur der Entladungsraum 11 Quecksilber, sondern auch in einem Dampfdruckregelglied 20 befindet sich Quecksilber, als Amalgam bezeichnet, in der Ausführungsform 50 mg eines Amalgams von 3 Gew.-% Hg mit einer Legierung aus beispielsweise Bismut-Zinn oder Bismut-Zinn-Blei. Mittel 40 zum Aufrechterhalten einer Entladung werden von einem Elektrodenpaar 41a; 41b gebildet, das im Entladungsraum 11 angeordnet ist. Das Elektrodenpaar 41a; 41b ist eine Wicklung aus Wolfram, die mit einem Elektronen emittierenden Material beschichtet ist, hier eine Mischung aus Bariumoxid, Calciumoxid und Strontiumoxid. Jede Elektrode 41a; 41b wird von einem (eingekerbten) Endabschnitt 14a; 14b des Entladungsgefäßes 10 getragen. Aus dem Elektrodenpaar 41a, 41b treten durch die Endabschnitte 14a; 14b des Entladungsgefäßes 10 Stromzuführleiter 50a, 50a'; 50b, 50b' nach außen. Die Stromzuführleiter 50a, 50a'; 50b, 50b' sind mit einer Stromversorgung (nicht abgebildet) verbunden, die in dem Gehäuse 70 aufgenommen ist und mit bekannten elektrischen und mechanischen Kontakten 73a, 73b auf dem Lampensockel 71 elektrisch verbunden ist. 1A shows a low-pressure mercury vapor discharge lamp, which with a radiation-transparent discharge vessel 10 is provided that a discharge space 11 encloses gas-tight with a volume of about 30 cm 3 . The discharge vessel 10 is a (lime) glass tube with an at least approximately circular cross section with an (effective) inner diameter D of about 10 mm. The tube is born in the form of a hook and in this embodiment has four straight parts 31 . 33 . 35 and 37 and three arcuate parts 32 . 34 and 36 , 1B FIG. 12 is a cross-sectional view of a detail of the low pressure mercury vapor discharge lamp of FIG 1A , The discharge vessel 10 is on an inner surface 12 with a transparent layer according to the invention 16 and with a luminescent layer 17 Mistake. The discharge vessel 10 is from a housing 70 worn, which also has a lamp base 71 wearing. The discharge space 11 includes not only mercury but also a noble gas, argon in this embodiment. In this embodiment, not only the discharge space includes 11 Mercury, but also in a vapor pressure regulator 20 For example, in the embodiment, mercury, referred to as amalgam, is 50 mg of an amalgam of 3 wt.% Hg with an alloy of, for example, bismuth tin or bismuth tin lead. medium 40 to sustain a discharge are from a pair of electrodes 41a ; 41b formed in the discharge room 11 is arranged. The electrode pair 41a ; 41b is a coil of tungsten coated with an electron-emitting material, here a mixture of barium oxide, calcium oxide and strontium oxide. Each electrode 41a ; 41b is from a (notched) end section 14a ; 14b of the discharge vessel 10 carried. From the electrode pair 41a . 41b pass through the end sections 14a ; 14b of the discharge vessel 10 current supply conductors 50a . 50a '; 50b . 50b ' outward. The power supply ladder 50a . 50a '; 50b . 50b ' are connected to a power supply (not shown) in the housing 70 is recorded and with known electrical and mechanical contacts 73a . 73b on the lamp base 71 electrically connected.

2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe, die mit einem Entladungsgefäß 100 versehen ist, das einen Entladungsraum 111, der Quecksilber und ein Edelgas umfasst, gasdicht umschließt. In diesem Fall umfasst das Entladungsgefäß eine Mischung aus 75 Vol.% Argon und 25 Vol.-% Neon mit einem Fülldruck von 400 Pa. Das Entladungsgefäß 100 wird von einem lichtdurchlässigen röhrenförmigen Abschnitt aus Kalkglas gebildet, der drei U-förmige Segmente 132, 134, 136 mit einer Gesamtlänge von ungefähr 46 cm und einem Innendurchmesser von ungefähr 10 mm aufweist und der durch Endabschnitte 114a; 114b abgedichtet wird. Die Segmente 132, 134, 136 sind durch Kanäle 161, 162 miteinander verbunden. Eine Innenfläche des röhrenförmigen Abschnitts ist mit einer transparenten Schicht 116 und einer Leuchtschicht 117 versehen. Das Entladungsgefäß 10 hat ein Volumen V von ungefähr 36 cm3. Durch jeden Endabschnitt 114a; 114b verlaufen Stromzuführleiter 150a, 150a'; 150b, 150b' zu jeweils einer der Elektroden 141a; 141b, die im Entladungsraum 111 angeordnet sind. 2 shows an alternative embodiment of a low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the invention, which with a discharge vessel 100 is provided, which has a discharge space 111 , which includes mercury and a noble gas, gas-tight encloses. In this case, the discharge vessel comprises a mixture of 75% by volume of argon and 25% by volume of neon with a filling pressure of 400 Pa. The discharge vessel 100 is formed by a translucent tubular section of lime glass, the three U-shaped segments 132 . 134 . 136 having an overall length of about 46 cm and an inner diameter of about 10 mm and that by end portions 114a ; 114b is sealed. The segments 132 . 134 . 136 are through channels 161 . 162 connected with each other. An inner surface of the tubular portion is covered with a transparent layer 116 and a luminescent layer 117 Mistake. The discharge vessel 10 has a volume V of about 36 cm 3 . Through each end section 114a ; 114b run power supply 150a . 150a '; 150b . 150b ' to each one of the electrodes 141 ; 141b in the discharge room 111 are arranged.

Bei einer Ausführungsform der Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe wurden zum Herstellen einer erfindungsgemäßen transparenten Schicht verschiedene Konzentrationen einer Me(Ac)2-Lösung, mit Me = Sr oder Ba, und H3BO3 zu Lösungen zugegeben, die verschiedene Konzentrationen von Y(Ac)3 (Yttriumacetat) umfassten. Das Molverhältnis zwischen Me(Ac)2 und H3BO3 wurde konstant gehalten. Zum Vergleich wurde auch ein Y(Ac)3 von 1,25 Gew.-% bereitet. Nach dem Spülen und Trocknen wurden die röhrenförmigen Entladungsgefäße mit einer Beschichtung versehen, indem ein Überschuss der zuvor erwähnten Lösungen durch die Gefäße geführt wurde. Nach der Beschichtung wurden die Entladungsgefäße in Luft bei einer Temperatur von ungefähr 70°C getrocknet. Danach wurden die Entladungsgefäße mit einer Leuchtbeschichtung versehen, die drei bekannte Phosphate umfasste, nämlich ein grün leuchtendes Material mit mit Terbium aktiviertem Cermagnesiumaluminat, ein blau leuchtendes Material mit mit zweiwertigem Europium aktiviertem Bariummagnesiumaluminat und ein rot leuchtendes Material mit mit dreiwertigem Europium aktiviertem Yttriumoxid. Nach der Beschichtung wurden die Entladungsgefäße in die bekannte Hakenform gebogen, mit geraden Teilen 31, 33, 35, 37 und bogenförmigen Teilen 32, 34, 36 (Siehe 1A). Danach wurde eine Anzahl von Entladungsgefäßen in üblicher Weise zu Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen zusammengebaut.In one embodiment of the low-pressure mercury vapor discharge lamp, various concentrations of a Me (Ac) 2 solution, with Me = Sr or Ba, and H 3 BO 3 were added to solutions containing various concentrations of Y (Ac) 3 to produce a transparent layer according to the invention (Yttrium acetate). The molar ratio between Me (Ac) 2 and H 3 BO 3 was kept constant. For comparison, a Y (Ac) 3 of 1.25 wt .-% was prepared. After rinsing and drying, the tubular discharge vessels were provided with a coating by passing an excess of the aforementioned solutions through the vessels. After coating, the discharge vessels were dried in air at a temperature of about 70 ° C. Thereafter, the discharge vessels were provided with a luminescent coating comprising three known phosphates, a green luminous material with terbium activated cermagnesium aluminate, a blue luminous material with bivalent europium activated barium magnesium aluminate and a red luminous material with trivalent europium activated yttria. After coating, the discharge vessels were bent into the known hook shape, with straight parts 31 . 33 . 35 . 37 and arcuate parts 32 . 34 . 36 (Please refer 1A ). Thereafter, a number of discharge vessels were conventionally assembled into low-pressure mercury vapor discharge lamps.

Für eine Anzahl der so hergestellten Entladungsgefäße wurde die Haftung des Leuchtstoffs an der transparenten Schicht untersucht, wobei ein Test verwendet wurde, der als „Klöppeltest" bezeichnet wird. Das Ergebnis davon wird in Tabelle I gezeigt.For a number The discharge vessels thus produced became the liability of the phosphor examined on the transparent layer using a test was called the "lace test". The result thereof is shown in Table I.

Tabelle I Leuchtstoffhaftung in Entladungsgefäßen (SL 18 W) mit und ohne transparente Schicht.

Figure 00080001
Table I Phosphorus adhesion in discharge vessels (SL 18 W) with and without transparent layer.
Figure 00080001

Die in Spalte 5 von Tabelle I genannte Größe „Pulverablösung" umfasst eine Skala von 0 = „kein Pulver abgelöst" (ausgezeichnete Haftung) bis 10 = „alles Pulver abgelöst" (keine Haftung). Zeile 1 zeigt das Ergebnis einer direkt auf der Innenwandung des Entladungsgefäßes aufgebrachten Leuchtschicht. Zeile 2 zeigt das Ergebnis einer transparenten Schicht der bekannten Entladungslampe. Die Zeilen 3 und 4 von Tabelle I zeigen die Ergebnisse von zwei transparenten Schichten (unterschiedliche Y(Ac)3-Konzentrationen) von erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen. Tabelle I zeigt, dass die Haftung der Leuchtschicht an einer transparenten Schicht gemäß der erfindungsgemäßen Maßnahme mit der einer unbeschichteten Entladungslampe vergleichbar oder besser ist und erheblich besser ist als die Haftung der Leuchtschicht an einer transparenten Schicht der bekannten Entladungslampe.The size "Powder Release" mentioned in column 5 of Table I comprises a scale from 0 = "no powder peeled off" (excellent adhesion) to 10 = "all powder peeled off" (no adhesion) Line 1 shows the result of one directly on the inner wall Lines 3 and 4 of Table I show the results of two transparent layers (different Y (Ac) 3 concentrations) of low pressure mercury vapor discharge lamps according to the invention shows that the adhesion of the luminescent layer to a transparent layer according to the inventive measure with an uncoated discharge lamp is comparable or better and is considerably better than the adhesion of the luminescent layer to a transparent layer of the known discharge lamp.

Tabelle II zeigt die Ergebnisse von Stabilitätstests.table II shows the results of stability tests.

Tabelle II Stabilität von Entladungslampen (SL 18 W) mit und ohne transparente Schicht.

Figure 00080002
Table II Stability of discharge lamps (SL 18 W) with and without transparent layer.
Figure 00080002

Tabelle II zeigt, dass die Stabilität von Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen, die mit einer erfindungsgemäßen transparenten Schicht versehen sind, hinsichtlich der bekannten Entladungslampe und hinsichtlich der unbeschichteten Lampe verbessert ist. Vergleichbare Tests, bei denen Ba(Ac)2 anstelle von Sr(Ac)2 als Precursor für die transparente Schicht verwendet wurde, zeigen, dass die Stabilität dieser Entladungslampen mit der der bekannten Entladungslampe vergleichbar ist, aber dass die Entladungslampen mit einer Ba(Ac)-Zugabe gemäß der Erfindung eine verbesserte Haftung der Leuchtschicht an der transparenten Schicht aufweisen.Table II shows that the stability of low pressure mercury vapor discharge lamps provided with a transparent layer according to the present invention is improved with respect to the known discharge lamp and the uncoated lamp. Comparable tests using Ba (Ac) 2 instead of Sr (Ac) 2 as the precursor for the transparent layer show that the stability of these discharge lamps is comparable to that of the known discharge lamp, but that the discharge lamps were equipped with a Ba (Ac ) Addition according to the invention have improved adhesion of the luminescent layer to the transparent layer.

Tabelle III zeigt als Beispiel das Ergebnis des Quecksilberverbrauchs (ausgedrückt in μg Hg) von verschiedenen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen. Das Beispiel von Tabelle III bezieht sich auf eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe wie in 1A und 1B gezeigt, mit einer transparenten Schicht, die Sr umfasst, bei der das röhrenförmige Entladungsgefäß in Form eines Hakens gebogen ist und die vier gerade Teile 31, 33, 35 und 37 und drei bogenförmige Teile 32, 34 und 36 aufweist. Die in der ersten Spalte von Tabelle III genannten Ziffern entsprechen den Bezugszeichen der betreffenden geraden und gebogenen Teile. Der Quecksilbergehalt (in μg Hg) der transparenten Schicht wurde (zerstörend) an sechs Lampen nach mehreren tausend Betriebsstunden gemessen. Die für den Quecksilberverbrauch gefundenen Werte wurden gemittelt. Tabelle III nennt keine Ergebnisse von Messungen des Quecksilberverbrauchs in der Umgebung der Elektrode und/oder des Amalgams.Table III shows as an example the result of mercury consumption (expressed in μg Hg) of various low pressure mercury vapor discharge lamps. The example of Table III relates to a low pressure mercury vapor discharge lamp as in 1A and 1B shown with a transparent layer comprising Sr, in which the tubular discharge vessel is bent in the form of a hook and the four straight parts 31 . 33 . 35 and 37 and three arcuate parts 32 . 34 and 36 having. The numbers mentioned in the first column of Table III correspond to the reference numerals of the respective straight and bent parts. The mercury content (in μg Hg) of the transparent layer was measured (destructively) on six lamps after several thousand operating hours. The values found for the consumption of mercury were averaged. Table III does not give results of measurements of mercury consumption in the vicinity of the electrode and / or the amalgam.

Tabelle III Quecksilberverbrauch (in μg Hg) verschiedener Teile von Entladungslampen (SL 18 W) mit und ohne transparente Schicht.

Figure 00090001
Table III Mercury consumption (in μg Hg) of different parts of discharge lamps (SL 18 W) with and without transparent layer.
Figure 00090001

Figure 00100001
Figure 00100001

Tabelle III zeigt, dass der Quecksilberverbrauch in sowohl den geraden Teilen 31, 33, 35, 37 als auch den gebogenen Teilen 32, 34, 36 des Entladungsgefäßes erheblich geringer ist als in Entladungslampen ohne transparente Schicht oder in bekannten Entladungslampen. Grob betrachtet verbessert sich der Quecksilberverbrauch von einer Entladungslampe ohne transparente Schicht hin zu einer Entladungslampe, die mit der bekannten transparenten Y2O3-Schicht versehen ist, um einen Faktor 2, und der Quecksilberverbrauch verbessert sich weiter um einen weiteren Faktor 2 von einer Entladungslampe mit der bekannten transparenten Y2O3-Schicht hin zu einer Entladungslampe, die mit einer erfindungsgemäßen transparenten Schicht versehen ist. Dank der erfindungsgemäßen Maßnahme ist der Quecksilberverbrauch insbesondere in den gebogenen Teilen 32, 34, 36 des Entladungsgefäßes erheblich verbessert. Letzteres ist insbesondere der Fall, wenn relativ dicke transparente Schichten verwendet werden, weil das Entladungsgefäß während des Biegens um ungefähr 30% gedehnt wird, sodass die transparente Schicht auf den gebogenen Teilen 32, 34, 36 dünner ist als auf den geraden Teilen 31, 33, 35, 37 des Entladungsgefäßes. Es sei bemerkt, dass der Farbort der Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe, die mit transparenten erfindungsgemäßen Schichten versehen ist, die üblichen Anforderungen erfüllt (x ≈ 0,31, y ≈ 0,32).Table III shows that the mercury consumption in both the even parts 31 . 33 . 35 . 37 as well as the bent parts 32 . 34 . 36 the discharge vessel is considerably lower than in discharge lamps without a transparent layer or in known discharge lamps. Roughly speaking, the mercury consumption of a discharge lamp without a transparent layer to a discharge lamp, which is provided with the known transparent Y 2 O 3 layer improves by a factor of 2, and the mercury consumption improves further by a further factor 2 of a discharge lamp with the known transparent Y 2 O 3 layer towards a discharge lamp, which is provided with a transparent layer according to the invention. Thanks to the measure according to the invention, the consumption of mercury is particularly in the bent parts 32 . 34 . 36 the discharge vessel significantly improved. The latter is particularly the case when relatively thick transparent layers are used because the discharge vessel is stretched by about 30% during bending so that the transparent layer on the bent parts 32 . 34 . 36 is thinner than on the straight parts 31 . 33 . 35 . 37 of the discharge vessel. It should be noted that the color locus of the low-pressure mercury vapor discharge lamp provided with transparent layers according to the invention fulfills the usual requirements (x≈0.31, y≈0.32).

Claims (7)

Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einem Entladungsgefäß (10), welches Entladungsgefäß (10) einen Entladungsraum (11), der mit einer Füllung aus Quecksilber und einem Edelgas versehen ist, gasdicht umschließt, wobei zumindest ein Teil einer Innenwandung des Entladungsgefäßes (10) eine transparente Schicht (16) hat, wobei die genannte transparente Schicht (16) ein Oxid von Scandium, Yttrium oder einem Seltenerdmetall umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Schicht (16) weiterhin ein Borat und/oder ein Phosphat eines Erdalkalimetalls und/oder von Scandium, Yttrium oder einem weiteren Seltenerdmetall umfasst.Low-pressure mercury vapor discharge lamp with a discharge vessel ( 10 ), which discharge vessel ( 10 ) a discharge space ( 11 ), which is provided with a filling of mercury and a noble gas, gas-tight encloses, wherein at least a part of an inner wall of the discharge vessel ( 10 ) a transparent layer ( 16 ), wherein said transparent layer ( 16 ) comprises an oxide of scandium, yttrium or a rare earth metal, characterized in that the transparent layer ( 16 ) further comprises a borate and / or a phosphate of an alkaline earth metal and / or of scandium, yttrium or another rare earth metal. Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdalkalimetall Calcium, Strontium und/oder Barium ist.Low-pressure mercury vapor discharge lamp after Claim 1, characterized in that the alkaline earth metal calcium, Strontium and / or barium is. Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Seltenerdmetall Lanthan, Cer und/oder Gadolinium ist.Low-pressure mercury vapor discharge lamp after Claim 1, characterized in that the further rare earth metal Lanthanum, cerium and / or gadolinium is. Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxid Yttriumoxid und/oder Gadoliniumoxid ist.Low-pressure mercury vapor discharge lamp after Claim 2 or 3, characterized in that the oxide yttrium oxide and / or gadolinia. Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Schicht (16) eine Dicke zwischen 5 nm und 200 nm hat.Low-pressure mercury vapor discharge lamp according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the transparent layer ( 16 ) has a thickness between 5 nm and 200 nm. Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Entladungsraum (11) zugewandte Seite der transparenten Schicht (16) mit einer Schicht (17) aus einem Leuchtstoff versehen ist.Low-pressure mercury vapor discharge lamp according to claim 1, 2 or 3, characterized in that one of the discharge space ( 11 ) facing side of the transparent layer ( 16 ) with a layer ( 17 ) is provided of a phosphor. Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff eine Mischung aus grün leuchtendem, mit Terbium aktiviertem Cermagnesiumaluminat, blau leuchtendem, mit zweiwertigem Europium aktiviertem Bariummagnesiumaluminat, und rot leuchtendem, mit dreiwertigem Europium aktiviertem Yttriumoxid ist.Low-pressure mercury vapor discharge lamp after Claim 6, characterized in that the phosphor is a mixture from green luminous, with terbium activated Cermagnesiumaluminat, blue luminous barium magnesium aluminate activated with divalent europium, and red luminescent yttria activated with trivalent europium is.
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